JP5012246B2

JP5012246B2 - ノイズ除去装置

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Publication number: JP5012246B2
Application number: JP2007163118A
Authority: JP
Inventors: 隆之内藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-06-20
Filing date: 2007-06-20
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2027-06-20
Also published as: JP2009005028A

Description

本発明は、ノイズ除去装置に係り、特に、受信信号に重畳する様々なパルス性のノイズを除去するうえで好適なノイズ除去装置に関する。

従来、車両に搭載されるラジオ受信機に受信される受信信号にエンジン点火などに起因したパルス性のノイズが重畳した場合に、そのノイズを受信信号から除去するノイズ除去装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このノイズ除去装置を有する受信装置は、複数の周波数帯（ＡＭ帯及びＦＭ帯）を受信する複数の受信部を有している。ノイズ除去装置においては、一方の周波数帯（ＡＭ帯）の信号が受信されている際に、その周波数帯とは異なった他の周波数帯（ＦＭ帯）の受信部を用いてノイズが検出される。そして、ノイズが検出されると、そのノイズパルスを含んだ信号経路が遮断される。
特開平９−２１４３７０号公報

しかしながら、上記した特許文献１の装置の如くノイズが検出された際に信号経路が遮断されると、ノイズを含んだ音声が出力されることは無くなる一方で、信号経路の遮断が生ずるため、例えその遮断時間が短時間であっても、受信した音声が全く出力されない時間が生まれてしまう。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、受信信号に重畳するパルス性のノイズを除去することで希望周波数帯域内の希望波を精度よく生成させることが可能なノイズ除去装置を提供することを目的とする。

上記の目的は、車両に搭載される受信手段に受信される受信信号からパルス性のノイズを除去するノイズ除去装置であって、前記受信手段として、希望周波数帯域内の信号を受信するメイン受信手段とは別に設けられ、希望周波数帯域外の信号を受信するサブ受信手段と、前記サブ受信手段に受信される希望周波数帯域外の信号に基づいてパルス性のノイズを検出するノイズ検出手段と、前記ノイズ検出手段によりパルス性のノイズが検出される場合に、該パルス性のノイズの性質に基づいて、該ノイズを発生した車載電気部品であるノイズ発生源が、ＰＷＭのスイッチング駆動、モータ、及び点火系若しくはスイッチ系のうち何れであるかを特定するノイズ発生源特定手段と、前記ノイズ検出手段によりパルス性のノイズが検出される場合には、前記ノイズ発生源特定手段により特定される前記ノイズ発生源の発するパルス性のノイズの性質に応じた手法で、前記メイン受信手段に受信された希望周波数帯域内の信号に重畳するパルス性のノイズを除去するノイズキャンセル処理を行い、その後、前記ノイズ検出手段によりパルス性のノイズが検出されなくなった場合には、該ノイズキャンセル処理を停止するノイズ除去手段と、を備え、前記ノイズ除去手段は、前記ノイズキャンセル処理として、前記ノイズ発生源特定手段により特定される前記ノイズ発生源がＰＷＭのスイッチング駆動であるときは希望波の中心周波数付近のノイズ源高調波の信号を減衰させ、前記ノイズ発生源がモータであるときは該ノイズ周期の信号を減衰させ、また、前記ノイズ発生源が点火系又はスイッチ系であるときは聴感に影響を与えない範囲の信号を減衰させるノイズ除去装置により達成される。

この態様の発明において、受信信号のうち希望周波数帯域内の信号を受信するメイン受信手段とは別に、希望周波数帯域外の信号を受信するサブ受信手段が設けられている。パルス性のノイズは、希望周波数帯域内の信号と異なり、広帯域に亘って存在するので、そのノイズ成分が希望周波数帯域内では顕在化し難い一方で、希望周波数帯域外では顕在化し易くなる。従って、サブ受信手段に受信される希望周波数帯域外の信号に基づいてパルス性のノイズを検出することが可能である。そして、その検出したノイズに基づいて、メイン受信手段に受信された希望周波数帯域内の信号に重畳するノイズを除去することとすれば、ノイズの重畳しない希望周波数帯域内の希望波を生成させることが可能となる。

また、上記の目的は、車両に搭載される受信手段に受信される受信信号からパルス性のノイズを除去するノイズ除去装置であって、前記受信信号から希望周波数帯域内の信号を抽出するメインフィルタとは別に設けられ、前記受信信号から希望周波数帯域外の信号を抽出するサブフィルタと、前記サブフィルタにより抽出される希望周波数帯域外の信号に基づいてパルス性のノイズを検出するノイズ検出手段と、前記ノイズ検出手段によりパルス性のノイズが検出される場合に、該パルス性のノイズの性質に基づいて、該ノイズを発生した車載電気部品であるノイズ発生源が、ＰＷＭのスイッチング駆動、モータ、及び点火系若しくはスイッチ系のうち何れであるかを特定するノイズ発生源特定手段と、前記ノイズ検出手段によりパルス性のノイズが検出される場合には、前記ノイズ発生源特定手段により特定される前記ノイズ発生源の発するパルス性のノイズの性質に応じた手法で、前記メイン受信手段に受信された希望周波数帯域内の信号に重畳するパルス性のノイズを除去するノイズキャンセル処理を行い、その後、前記ノイズ検出手段によりパルス性のノイズが検出されなくなった場合には、該ノイズキャンセル処理を停止するノイズ除去手段と、を備え、前記ノイズ除去手段は、前記ノイズキャンセル処理として、前記ノイズ発生源特定手段により特定される前記ノイズ発生源がＰＷＭのスイッチング駆動であるときは希望波の中心周波数付近のノイズ源高調波の信号を減衰させ、前記ノイズ発生源がモータであるときは該ノイズ周期の信号を減衰させ、また、前記ノイズ発生源が点火系又はスイッチ系であるときは聴感に影響を与えない範囲の信号を減衰させるノイズ除去装置により達成される。

この態様の発明において、受信手段に受信される受信信号から希望周波数帯域内の信号を抽出するメインフィルタとは別に、希望周波数帯域外の信号を抽出するサブフィルタが設けられている。パルス性のノイズは、希望周波数帯域内の信号と異なり、広帯域に亘って存在するので、そのノイズ成分が希望周波数帯域内の信号では顕在化し難い一方で、希望周波数帯域外の信号では顕在化し易くなる。従って、サブフィルタにより抽出される希望周波数帯域外の信号に基づいてパルス性のノイズを検出することが可能である。そして、その検出したノイズに基づいて、メイン受信手段に受信された希望周波数帯域内の信号に重畳するノイズを除去することとすれば、ノイズの重畳しない希望周波数帯域内の希望波を生成させることが可能となる。

尚、上記したノイズ除去装置によれば、希望周波数帯域内の信号に重畳する様々な種類のパルス性ノイズをその性質に応じた手法で除去することで、ノイズの種類に関係なくノイズの重畳しない希望周波数帯域内の希望波を生成させることが可能となる。

また、上記したノイズ状況装置において、前記ノイズ発生源特定手段は、前記ノイズ検出手段により検出されるパルス性のノイズの発生頻度及び持続時間に基づいて前記ノイズ発生源を特定することとすれば、希望周波数帯の信号からパルス性ノイズを精度よく除去することが可能となる。

更に、上記したノイズ除去装置において、予めノイズ発生源とノイズを除去する手法との関係を記憶する記憶手段を備え、前記ノイズ除去手段は、前記記憶手段に記憶される前記関係に基づいて決定される、前記ノイズ発生源特定手段により特定される前記ノイズ発生源の発するパルス性のノイズの性質に応じた手法で、前記ノイズキャンセル処理を実行することとすればよい。
また、上記したノイズ除去装置において、前記ノイズ除去手段は、前記ノイズキャンセル処理を停止するうえで、受信された希望周波数帯域内の信号からのノイズ除去の解除を時間をかけて徐々に行うこととしてもよい。

本発明によれば、受信信号に重畳するパルス性のノイズを除去することで希望周波数帯域内の希望波を精度よく生成させることができる。

以下、図面を用いて、本発明の具体的な実施の形態について説明する。

図１は、本発明の第１実施例であるノイズ除去装置１０の構成図を示す。本実施例のノイズ除去装置１０は、車両に搭載される受信装置１２に適用され、その受信装置１２に受信される受信信号からパルス性のノイズを除去する装置である。受信装置１２は、ＡＭやＦＭのラジオ放送やテレビ放送を受信する車載放送受信装置であって、各種の車載電気部品（例えば、点火装置や電気モータ，ＰＷＭスイッチングなど）が作動する際に発生するパルス性のノイズの影響を受け得る装置である。

図１に示す如く、受信装置１２は、受信アンテナ１４を備えている。受信アンテナ１４は、上記したラジオ放送やテレビ放送の放送波を受信する。受信アンテナ１４には、ＲＦ部１６が接続されている。ＲＦ部１６は、ラジオ放送帯及びテレビ放送帯の搬送波を増幅する部位である。

ノイズ除去装置１０は、受信装置１２を構成するスーパーへテロダイン方式などからなる２つの受信部（チューナー）２０，２２を備えている。上記したＲＦ部１６の出力は、受信信号として２つの受信部２０，２２それぞれに供給される。受信部２０は、所望の中心周波数ｆｄを有する希望波を選択すべく局部発振周波数ｆｄが与えられるミキサを有している。また、受信部２２は、所望の中心周波数ｆｄを有する希望波とは異なる帯域外の信号を選択すべく局部発振周波数ｆｄ＋Δｆが与えられるミキサを有している。

受信部２０は、ＲＦ部１６からの受信信号のうち希望周波数帯域内の信号（中心周波数ｆｄ）を受信することが可能であり、所望の希望波の帯域外に生ずるノイズをフィルタリングしてその希望波の利得調整を行う。また、受信部２２は、ＲＦ部１６からの受信信号のうち希望周波数帯域外の信号（中心周波数ｆｄ＋Δｆ）を受信することが可能であり、希望波の帯域外の信号を抽出して利得調整を行う。尚、Δｆは、希望周波数帯域外かつ最大１０ｋＨｚ程度のＰＷＭスイッチング周波数以上の周波数が実現され得る周波数である。以下、受信部２０をメイン受信部２０と、受信部２２をサブ受信部２２と、それぞれ称す。

メイン受信部２０にはＩＦ部２４が、また、サブ受信部２２にはＩＦ部２６が、それぞれ接続されている。メイン受信部２０の出力はＩＦ部２４に、また、サブ受信部２２の出力はＩＦ部２６に、それぞれ供給される。ＩＦ部２４は、メイン受信部２０からの希望周波数帯域内の信号を中間周波（例えば１０．７ＭＨｚ）に周波数変換する。また、ＩＦ部２６は、サブ受信部２２からの希望周波数帯域外の信号を中間周波に周波数変換する。

ノイズ除去装置１０は、また、入力レベル検出部３０、ノイズ検出部３２、ノイズ頻度／持続時間検出部３４、ノイズキャンセルレベル判定部３６、及びノイズキャンセル処理部（ノイズキャンセラー）４０を有している。

入力レベル検出部３０はＩＦ部２４に、また、ノイズ検出部３２はＩＦ部２６に、それぞれ接続されている。入力レベル検出部３０は、ＩＦ部２４から供給される希望周波数帯域内の信号に基づいて、その受信信号の入力レベル（電界強度）を検出する。また、ノイズ検出部３２は、ＩＦ部２６から供給される希望周波数帯域外の信号に基づいてパルス性のノイズを検出し、具体的には、その信号のレベル（電界強度）を検出する。そして、その検出した信号レベルがノイズ有無の境界値を示す閾値以上であるか否かを判別する。

ノイズ検出部３２には、ノイズ頻度／持続時間検出部３４が接続されている。ノイズ検出部３２は、信号レベルが閾値以上である場合にノイズ発生を示す信号をノイズ頻度／持続時間検出部３４に対して供給する。ノイズ頻度／持続時間検出部３４は、ノイズ検出部３２から供給される信号に基づいて、閾値以上のレベルのノイズが発生した時とその直前に閾値以上のレベルのノイズが発生した時との時間間隔すなわちノイズレベルが閾値以上となる時の時間間隔（すなわち、ノイズ周期或いはノイズ発生頻度）、及び、ノイズレベルが閾値以上となる状態の持続時間をそれぞれ検出する。

上記した入力レベル検出部３０、ノイズ検出部３２、及びノイズ頻度／持続時間検出部３４には、ノイズキャンセルレベル判定部３６が接続されている。入力レベル検出部３０は希望周波数帯域内の信号の入力レベルを、ノイズ検出部３２は希望周波数帯域外の信号の入力レベルを、また、ノイズ頻度／持続時間検出部３４はノイズ周期及びノイズ持続時間の情報を、それぞれノイズキャンセルレベル判定部３６に供給する。

ノイズキャンセルレベル判定部３６は、入力レベル検出部３０、ノイズ検出部３２、及びノイズ頻度／持続時間検出部３４からの信号に基づいて、パルス性のノイズの発生有無を判断すると共に、そのノイズが発生するときは更に、そのパルス性のノイズの性質を把握したうえで、後に詳述する如く、そのノイズを発生したノイズ発生源を特定する。そして、そのノイズ発生源によるノイズをキャンセルするうえで最適な処理（ノイズキャンセル処理）を判定する。

メイン受信部２０に接続するＩＦ部２４には、また、検波部３８が接続されている。検波部３８は、ＩＦ部２４から供給される希望周波数帯域内の信号を検波する。検波部３８には、ノイズキャンセラー４０が接続されている。ノイズキャンセラー４０は、また、ノイズキャンセルレベル判定部３６に接続されている。ノイズキャンセラー４０は、検波部３８で検波された希望周波数帯域内の信号を、ノイズキャンセルレベル判定部３６で判定された最適なノイズキャンセル処理に従って処理する。

図２は、ノイズと希望波とを比較した図を示す。また、図３は、希望周波数帯域内の信号にノイズが重畳する様子（同図（Ａ））と、希望周波数帯域外の信号にノイズが重畳する様子（同図（Ｂ））と、をそれぞれ表した図を示す。

受信装置１２に入力するノイズは、車載スイッチのオン／オフや、エンジン点火，電気モータの駆動，ＰＷＭスイッチングの駆動，クロックの発生などに起因する。この点、希望周波数帯の希望波は特定の周波数にピークパワーが現れるものであるが、パルス性のノイズは広帯域に亘って分布する。また、希望波は入力レベルが予め定められた時間間隔で大きくなるが（ＡＭ帯であれば５１０ｋＨｚ〜１７１０ｋＨｚ，ＦＭ帯であれば７６ＭＨｚ〜１０８ＭＨｚ）、パルス性のノイズは一般に上記した希望波の時間間隔よりも長い時間間隔でノイズレベルが大きくなる（例えば、エンジン点火系では数１０Ｈｚ，電気モータの駆動系では数１００Ｈｚ〜数ｋＨｚ，ＰＷＭの駆動系では数１００Ｈｚ〜数１０ｋＨｚ）。更に、放送の希望波は常時発生するのでレベルの大きい状態の持続時間が極めて長いが、ノイズはレベルの大きい状態の持続時間が比較的短いものとなる。

この点、図３（Ａ）に示す如く、希望周波数帯域内の信号にパルス性のノイズが重畳するときは、そのノイズとパワーレベルの大きい希望波とが合成されることで、ノイズ成分が希望周波数帯域内においては顕在化し難いものとなる。一方、図３（Ｂ）に示す如く、希望周波数帯域外の信号にパルス性のノイズが重畳するときは、そのノイズがパワーレベルの小さい希望波に合成されることで、ノイズ成分が希望周波数帯域外においては顕在化し易いものとなる。

そこで、本実施例のノイズ除去装置１０は、希望周波数帯域とは異なるその帯域外の信号に基づいてノイズを検出する点に特徴を有していると共に、また、その検出したノイズの性質に基づいてノイズ発生源を特定して、希望周波数帯域の信号からそのノイズ発生源に対応したノイズを適切に除去する点に特徴を有している。以下、図４及び図５を参照して、本実施例の特徴部について説明する。

図４は、本実施例のノイズ除去装置１０において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。また、図５は、ノイズの性質とノイズ発生源とノイズを除去する最適なノイズキャンセル処理との関係を規定したテーブルを示す。

本実施例のノイズ除去装置１０を備える受信装置１２において、メイン受信部２０は、ＲＦ部１６からの受信信号から希望周波数帯域内にある希望波の中心周波数ｆｄの信号を抽出して出力する（ステップ１００）。この際、パルス性のノイズが発生しているときは、メイン受信部２０は、そのパルス性ノイズが重畳された中心周波数ｆｄの信号を出力することとなる。

メイン受信部２０から出力された中心周波数ｆｄの信号は、ＩＦ部２４で中間周波に周波数変換された後、検波部３８に入力されると共に、更に入力レベル検出部３０に入力される。入力レベル検出部３０は、メイン受信部２０からの信号に基づいて、その希望周波数帯域内の希望波の入力レベル（電界強度）を検出して記録する（ステップ１０２）。入力レベル検出部３０で検出された希望周波数帯域内の希望波の入力レベルは、ノイズキャンセルレベル判定部３６に供給される。ノイズキャンセルレベル判定部３６は、入力レベル検出部３０から希望周波数帯域内の希望波の入力レベルを把握する。

一方、サブ受信部２２は、ＲＦ部１６からの受信信号から希望周波数帯域外にある中心周波数ｆｄ＋Δｆの信号を抽出して出力する（ステップ１１０）。尚、この中心周波数ｆｄ＋Δｆは、希望周波数帯域外にある周波数であり、かつ、希望波による入力信号レベル（電界強度）の小さい周波数であって、ＰＷＭスイッチング周波数（最大１０ｋＨｚ程度）以上の周波数である。また、この中心周波数ｆｄ＋Δｆは、希望周波数帯域外の周波数であれば、設定されたｆｄに対して固定した値すなわちΔｆが一定値であることで可変されるものであってもよいし、設定されたｆｄに対して無関係な値すなわち希望周波数帯域外で予め定められた値（例えば、ＡＭ帯の５１０ｋＨｚ〜１７１０ｋＨｚが希望波の対象周波数であれば、５００ｋＨｚや１８００ｋＨｚなど）であってもよい。

サブ受信部２２から出力された中心周波数ｆｄ＋Δｆの信号は、ＩＦ部２６で中間周波に周波数変換された後、ノイズ検出部３２に入力される。ノイズ検出部３２は、予め定められた所定時間（例えば数１０ｍｓｅｃ）ごとに、サブ受信部２２からの信号に基づいて、その希望周波数帯域外の信号のレベルを検出し、そして、そのレベルがノイズ有無の境界値を示す閾値以上であるか否かすなわちノイズが発生しているか否かを判別する（ステップ１１２）。

その結果、ノイズ検出部３２は、希望周波数帯域外の信号レベルが閾値未満であることでノイズが発生していないと判別したときは、ノイズ頻度／持続時間検出部３４にノイズ発生を示す信号を供給することなく、ノイズキャンセルレベル判定部３６にノイズ未発生を示す信号を供給する。ノイズキャンセルレベル判定部３６は、ノイズ検出部３２からノイズ未発生を示す信号の供給を受けると、ノイズキャンセラー４０に対してノイズキャンセル処理を行わないように指示する。この場合には、検波部３８で検波された希望周波数帯域内の信号（検波信号）がノイズキャンセラー４０においてノイズキャンセル処理されることなく出力されることとなる（ステップ１１４）。

一方、ノイズ検出部３２は、希望周波数帯域外の信号レベルが閾値以上であることでノイズが発生していると判別したときは、その希望周波数帯域外の信号レベル（ノイズレベル）を記録したうえで（ステップ１１６）、ノイズ頻度／持続時間検出部３４にノイズ発生を示す信号を供給すると共に、ノイズキャンセルレベル判定部３６にそのノイズレベルを供給する。ノイズ頻度／持続時間検出部３４は、ノイズ検出部３２からノイズ発生を示す信号が供給されるタイミングに基づいて、ノイズレベルが閾値以上となる時の時間間隔であるノイズ周期を検出すると共に、ノイズレベルが閾値以上となる状態の持続時間を検出する（ステップ１１８）。そして、その検出情報をノイズキャンセルレベル判定部３６に供給する。

ノイズキャンセルレベル判定部３６は、ノイズ検出部３２からの信号に基づいてノイズレベルを、また、ノイズ頻度／持続時間検出部３４からの信号に基づいてノイズ周期及びノイズ持続時間を、それぞれ把握することで、ノイズの性質を検出する。そして、そのノイズの性質に基づいて、ノイズカテゴリすなわちノイズを発生したノイズ発生源を特定する（ステップ１２０）。

例えば、ノイズ周期が数ｋＨｚ以上であってその変動（バラツキ）があまりなくかつノイズレベルの変動があまりないときは、ノイズ発生源がＰＷＭのスイッチング駆動であると判断する。また、ノイズ周期が数１００Ｈｚ〜数ｋＨｚであってその変動が比較的大きくかつノイズレベルの変動も比較的大きいときは、ノイズ発生源がモータであると判断する。更に、ノイズの性質が上記以外の条件に該当するときは、ノイズ発生源が点火系或いはスイッチ系であると判断する。

ノイズキャンセルレベル判定部３６は、図５に示す如き予め規定されたノイズ発生源と最適なノイズキャンセル処理との関係を記憶している。ノイズキャンセルレベル判定部３６は、上記の如くノイズ発生源を特定すると、上記したノイズ発生源と最適なノイズキャンセル処理との関係を参照して、その特定ノイズ発生源に対応したノイズ除去を行うのに最適なノイズキャンセル処理を選択する。

例えば、ノイズ発生源がＰＷＭのスイッチング駆動であるときは、希望波の中心周波数ｆｄ（例えば５２２ｋＨｚ）付近のノイズ源高調波（例えばノイズ周期が１０ｋＨｚであるときには５２０ｋＨｚや５３０ｋＨｚなど）の信号（ラジオ放送の時は音；以下同じ）をアッテネート（減衰）させ、かつ、そのアッテネートを行う作動時間を所定時間（例えば数１０μｓｅｃ以下の時間）に設定する処理を選択する。また、ノイズ発生源がモータであるときは、そのノイズ周期（例えば８００Ｈｚ〜１２００Ｈｚ）の信号をアッテネートさせ、かつ、そのアッテネートを行う作動時間を所定時間（例えば数１０μｓｅｃ以下の時間）に設定する処理を選択する。更に、ノイズ発生源が点火系やスイッチ系であるときは、聴感に影響を与えない範囲の信号をアッテネートさせ、かつ、そのアッテネートを行う作動時間を上記のＰＷＭやモータのものよりも長い所定時間（例えば数ｍｓｅｃの時間）に設定する処理を選択する。

そして、ノイズキャンセルレベル判定部３６は、ノイズの性質、ノイズ発生源、及び入力レベル検出部３０からの希望周波数帯域内の希望波の入力レベルに応じて、上記の如く選択した最適ノイズキャンセル処理を実行するようにノイズキャンセラー４０に対して指令する（ステップ１２２）。この場合、ノイズキャンセラー４０は、ノイズキャンセルレベル判定部３６からの指令を受けて、検波部３８で検波された希望周波数帯域内の信号を最適なノイズキャンセル処理に従って処理する。すなわち、検波部３８で検波された希望波周波数帯域内の検波信号がノイズキャンセラー４０においてノイズキャンセル処理されて出力されることとなる（ステップ１２４）。

例えば、ノイズ発生源がＰＷＭのスイッチング駆動であるときは、希望波の中心周波数ｆｄ付近のノイズ源高調波の信号が所定時間だけアッテネートされる。また、ノイズ発生源がモータであるときは、そのノイズ周期の信号が所定時間だけアッテネートされる。

このように本実施例のノイズ除去装置１０においては、希望波の希望周波数帯域内（中心周波数ｆｄ）とは異なる希望周波数帯域外（中心周波数ｆｄ＋Δｆ）の信号のレベルに基づいて、パルス性のノイズを検出することすなわちその発生有無をすることができる。

上記の如く、パルス性のノイズは広帯域に亘って分布するので、希望周波数帯域内の信号にも重畳する。しかし、希望周波数帯域内の希望波は特定の周波数にピークパワーが現れるので、その希望周波数帯域内ではノイズ成分が顕在化し難いものとなり、仮に希望波のピークパワーが現れる周波数と同じ周波数の信号を用いてノイズを検出しようとしても、そのノイズの抽出は困難となる。

これに対して、パルス性のノイズは希望周波数帯域内だけでなく希望周波数帯域外の信号にも重畳する。また、希望波は希望周波数帯域外では低レベルである。この点、希望周波数帯域外ではノイズ成分が顕在化し易いものとなる。従って、本実施例の如く希望周波数帯域外の信号を用いてノイズを検出することとすれば、パルス性のノイズが発生するか否かを精度よく判別すると共に、更にそのノイズのレベルや発生頻度，持続時間などの性質を精度よく抽出・検出することが可能となる。

また、本実施例のノイズ除去装置１０においては、上記の如く精度よく抽出したノイズの性質に基づいてノイズを発生するノイズ発生源を特定すると共に、その特定したノイズ発生源に対応した最適なノイズキャンセル処理を、予めノイズキャンセルレベル判定部３６に記憶された図５に示す如き関係に従って選択・決定することができる。そして、その最適ノイズキャンセル処理をノイズの性質、ノイズ発生源、及び希望波レベルに応じて実行させることで、希望周波数帯域内の信号から希望波に重畳するパルス性のノイズを除去することができる。

かかる最適ノイズキャンセル処理によれば、様々な種類のパルス性のノイズをその性質に応じた手法で除去することができ、パルス性ノイズの種類に対応した適切なノイズ除去を実行することができる。この点、本実施例によれば、希望周波数帯域内の信号からノイズのほとんど重畳しない希望波を抽出・生成し出力させることが可能となり、ノイズのほとんど重畳しない希望波の生成をそのノイズの種類に関係なく実現することが可能となっている。

尚、上記の第１実施例においては、メイン受信部２０が特許請求の範囲に記載した「メイン受信手段」に、サブ受信部２２が特許請求の範囲に記載した「サブ受信手段」に、ノイズ検出部３２が特許請求の範囲に記載した「ノイズ検出手段」に、ノイズキャンセラー４０が特許請求の範囲に記載した「ノイズ除去手段」に、ノイズキャンセルレベル判定部３６が特許請求の範囲に記載した「ノイズ発生源特定手段」に、それぞれ相当している。

図６は、本発明の第２実施例であるノイズ除去装置１００の構成図を示す。本実施例のノイズ除去装置１００は、上記第１実施例のノイズ除去装置１０において、サブ受信部２２を取り除いて受信部を一つだけで構成したうえで、信号復調用のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）とノイズ検出用のＢＰＦとの２つの異なるフィルタを設けることとしている。尚、図６において、上記図１に示す構成と同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図６に示す如く、ノイズ除去装置１００は、受信装置１０２を構成するスーパーへテロダイン方式などからなる単一の受信部（チューナー）１０４を備えている。ＲＦ部１６の出力は、受信信号として受信部１０４に供給される。受信部１０４は、所望の中心周波数ｆｄを有する希望波を選択すべく局部発振周波数ｆｄが与えられるミキサを有している。受信部２０は、ＲＦ部１６からの受信信号のうち希望周波数帯域内の信号（中心周波数ｆｄ）を受信することが可能であり、所望の希望波の帯域外に生ずるノイズをフィルタリングしてその希望波の利得調整を行う。

受信部１０４には、ＩＦ部１０６が接続されている。受信部１０４の出力はＩＦ部１０６に供給される。ＩＦ部１０６は、受信部１０４からの希望周波数帯域内の信号を中間周波（例えば１０．７ＭＨｚ）に周波数変換する。ＩＦ部１０６には、信号復調用ＢＰＦ１０８及びノイズ検出用ＢＰＦ１１０が接続されている。ＩＦ部１０６の出力は、信号復調用ＢＰＦ１０８及びノイズ検出用ＢＰＦ１１０にそれぞれ供給される。

信号復調用ＢＰＦ１０８は、ＩＦ部１０６の出力について希望波を復調するための中心周波数（例えば１０．７ＭＨｚ）の信号を通過させることが可能である。また、ノイズ検出用ＢＰＦ１１０は、ＩＦ部１０６の出力について、希望波を復調するための中心周波数（例えば１０．７ＭＨｚ）とは異なる、その中心周波数から所定周波数だけずれたノイズ検出を行うための中心周波数の信号を通過させることが可能である。尚、このずれ量としての所定周波数は、受信信号から希望周波数帯域外の周波数であってかつ希望波による入力信号レベル（電界強度）の小さい周波数を抽出できればよく、予め定められた一定値であればよい。

信号復調用ＢＰＦ１０８には、入力レベル検出部３０及び検波部３８が接続されている。入力レベル検出部３０は、信号復調用ＢＰＦ１０８を通過したＩＦ部１０６からの希望周波数帯域内の信号に基づいて、その受信信号の入力レベル（電界強度）を検出する。また、検波部３８は、信号復調用ＢＰＦ１０８を通過したＩＦ部１０６からの希望周波数帯域内の信号を検波する。

ノイズ検出用ＢＰＦ１１０には、ノイズ検出部３２が接続されている。ノイズ検出部３２は、ノイズ検出用ＢＰＦ１１０を通過したＩＦ部１０６からの希望周波数帯域外の信号に基づいてパルス性のノイズを検出し、具体的には、その信号のレベルを検出する。そして、その検出した信号レベルがノイズ有無の境界値を示す閾値以上であるか否かを判別する。

図７は、本実施例のノイズ除去装置１００において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。尚、図７において、上記図４に示すルーチンと同一の処理を実行するステップについては、同一の符号を付してその説明を省略する。

すなわち、本実施例のノイズ除去装置１００を備える受信装置１０２において、受信部１０４は、ＲＦ部１６からの受信信号から希望周波数帯域内にある希望波の中心周波数ｆｄの信号を抽出して出力する。受信部１０４から出力された中心周波数ｆｄの信号は、ＩＦ部１０６で中間周波に周波数変換された後、信号復調用ＢＰＦ１０８及びノイズ検出用ＢＰＦ１１０に入力される。信号復調用ＢＰＦ１０８は、ＩＦ部１０６の出力について希望周波数帯域内の希望波を復調するための中心周波数（例えば１０．７ＭＨｚ）の信号を通過させる（ステップ２００）。

信号復調用ＢＰＦ１０８から出力された信号は、検波部３８に入力されると共に、更に入力レベル検出部３０に入力される。入力レベル検出部３０は、メイン受信部２０からの信号に基づいて、その希望周波数帯域内の希望波の入力レベル（電界強度）を検出して記録する（ステップ１０２）。入力レベル検出部３０で検出された希望周波数帯域内の希望波の入力レベルは、ノイズキャンセルレベル判定部３６に供給される。ノイズキャンセルレベル判定部３６は、入力レベル検出部３０から希望周波数帯域内の希望波の入力レベルを把握する。

また、ノイズ検出用ＢＰＦ１１０は、ＩＦ部１０６の出力について、上記した希望波を復調するための中心周波数とは異なる、希望周波数帯域外からノイズ検出を行うための中心周波数の信号を通過させる（ステップ２０２）。ノイズ検出用ＢＰＦ１１０から出力された信号は、ノイズ検出部３２に入力される。ノイズ検出部３２は、予め定められた所定時間（例えば数１０ｍｓｅｃ）ごとに、ノイズ検出用ＢＰＦ１１０からの信号に基づいて、その希望周波数帯域外の信号のレベルを検出し、そして、そのレベルがノイズ有無の境界値を示す閾値以上であるか否かすなわちノイズが発生しているか否かを判別する（ステップ１１２）。

このように本実施例のノイズ除去装置１００においては、上記第１実施例のノイズ除去装置１０と同様に、希望波の希望周波数帯域内（中心周波数ｆｄ）とは異なる希望周波数帯域外（中心周波数ｆｄ＋Δｆ）の信号のレベルに基づいて、パルス性のノイズを検出することすなわちその発生有無をすることができる。従って、パルス性のノイズが発生するか否かを精度よく判別すると共に、更にそのノイズのレベルや発生頻度，持続時間などの性質を精度よく抽出・検出することが可能となる。

また、本実施例のノイズ除去装置１００においては、上記の如く精度よく抽出したノイズの性質に基づいてノイズを発生するノイズ発生源を特定すると共に、その特定したノイズ発生源に対応した最適なノイズキャンセル処理を、予めノイズキャンセルレベル判定部３６に記憶された図５に示す如き関係に従って選択・決定することができる。そして、その最適ノイズキャンセル処理をノイズの性質、ノイズ発生源、及び希望波レベルに応じて実行させることで、希望周波数帯域内の信号から希望波に重畳するパルス性のノイズを除去することができる。従って、様々な種類のパルス性のノイズをその性質に応じた手法で除去することができ、パルス性ノイズの種類に対応した適切なノイズ除去を実行することができ、これにより、希望周波数帯域内の信号からノイズのほとんど重畳しない希望波を抽出・生成し出力させることが可能となり、ノイズのほとんど重畳しない希望波の生成をそのノイズの種類に関係なく実現することが可能となっている。

更に、本実施例のノイズ除去装置１００は、受信信号から希望波を抽出しかつノイズを検出するうえで、受信帯域の異なる２つの受信部２０，２２を用いる上記した第１実施例のノイズ除去装置１０と異なり、単一の受信部１０４を用いると共に、希望波の周波数を通過させる信号復調用ＢＰＦ１０８とその希望波周波数以外の周波数を通過させるノイズ検出用ＢＰＦ１１０との２つのフィルタを備える。

このため、本実施例のノイズ除去装置１００においては、一つの受信部１０４のみを用いて、上記した第１実施例のノイズ除去装置１０と同様の機能、すなわち、パルス性のノイズが発生するか否かの精度よい判別、そのノイズのレベルや発生頻度，持続時間などの性質の精度よい抽出・検出、及びそのノイズの性質に対応した最適なノイズ除去処理を実現することが可能である。この点、本実施例のノイズ除去装置１００によれば、上記した第１実施例のノイズ除去装置１０に比べて、耐ノイズ性能を司るノイズ検知能力やノイズ除去能力を維持したまま、装置自体の簡易化・小型化・低コスト化を図ることが可能となっており、ＶＩＣＳやＦＭ多重などのアプリケーションに使用される他の受信部がノイズ除去のために使用されるのを回避することが可能となっている。

尚、上記の第２実施例においては、受信部１０４が特許請求の範囲に記載した「受信手段」に、信号復調用ＢＰＦ１０８が特許請求の範囲に記載した「メインフィルタ」に、ノイズ検出用ＢＰＦ１１０が特許請求の範囲に記載した「サブフィルタ」に、それぞれ相当している。

ところで、上記の第１及び第２実施例においては、ノイズ除去装置１０，１００を、車両に搭載された放送を受信する受信装置１２，１０２に適用することとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳレシーバや、車両使用者の携帯する携帯機から発信される信号を受信するいわゆるスマート／キーレス受信機，車両使用者の携帯する携帯電話などから発信される信号を受信するＢｌｕｅｔｏｏｔｈ受信機などの電波受信システム、或いは、車載電子制御ユニット間を繋ぐ車載通信システムに適用することも可能である。

また、上記の第１及び第２実施例においては、希望波に重畳するパルス性のノイズが発生していることが検出される場合に希望周波数帯域内の信号からそのノイズを除去するノイズキャンセル処理を行うこととするが、その後、そのノイズの発生が検出されなくなりノイズが発生しなくなったと判断した場合にそのノイズキャンセル処理を停止することとすればよい。また、この場合、ノイズキャンセル処理を、希望周波数帯域内の信号からのノイズ除去の解除が時間をかけて徐々に行われるように実行すること、例えば、信号を減衰させる減衰係数を、時間をかけて徐々に非減衰である“１”に近づけることとしてもよい。

更に、上記の第１及び第２実施例においては、ノイズカテゴリ（ノイズ発生源）を特定するうえでノイズレベル、ノイズ周期、及びノイズ持続時間などのノイズの性質を検出するが、このノイズ性質の検出に、ノイズ周期と希望波の周波数ｆｄとの関係を考慮することとしてもよい。例えば、希望波の周波数ｆｄがノイズ周期に対して１０００倍以上であるか否かを考慮することとしてもよい。希望波の周波数ｆｄがノイズ周期に対して１０００倍以上であるときはノイズカテゴリがモータ系であり、希望波の周波数ｆｄがノイズ周期に対して１０００倍未満であるときはノイズカテゴリがＰＷＭ系であると判断することとすればよい。

本発明の第１実施例であるノイズ除去装置の構成図である。ノイズと希望波とを比較した図である。希望周波数帯域内の信号にノイズが重畳する様子と、希望周波数帯域外の信号にノイズが重畳する様子と、をそれぞれ表した図である。本実施例のノイズ除去装置において実行されるメインルーチンの一例のフローチャートである。ノイズの性質とノイズ発生源とノイズを除去する最適なノイズキャンセル処理との関係を規定したテーブルである。本発明の第２実施例であるノイズ除去装置の構成図である。本実施例のノイズ除去装置において実行されるメインルーチンの一例のフローチャートである。

符号の説明

１０，１００ノイズ除去装置
１２，１０２受信装置
２０メイン受信部
２２サブ受信部
３２ノイズ検出部
３４ノイズ頻度／持続時間検出部
３６ノイズキャンセルレベル判定部
４０ノイズキャンセル処理部（ノイズキャンセラー）
１０４受信部
１０８信号復調用ＢＰＦ
１１０ノイズ検出用ＢＰＦ

Claims

車両に搭載される受信手段に受信される受信信号からパルス性のノイズを除去するノイズ除去装置であって、
前記受信手段として、希望周波数帯域内の信号を受信するメイン受信手段とは別に設けられ、希望周波数帯域外の信号を受信するサブ受信手段と、
前記サブ受信手段に受信される希望周波数帯域外の信号に基づいてパルス性のノイズを検出するノイズ検出手段と、
前記ノイズ検出手段によりパルス性のノイズが検出される場合に、該パルス性のノイズの性質に基づいて、該ノイズを発生した車載電気部品であるノイズ発生源が、ＰＷＭのスイッチング駆動、モータ、及び点火系若しくはスイッチ系のうち何れであるかを特定するノイズ発生源特定手段と、
前記ノイズ検出手段によりパルス性のノイズが検出される場合には、前記ノイズ発生源特定手段により特定される前記ノイズ発生源の発するパルス性のノイズの性質に応じた手法で、前記メイン受信手段に受信された希望周波数帯域内の信号に重畳するパルス性のノイズを除去するノイズキャンセル処理を行い、その後、前記ノイズ検出手段によりパルス性のノイズが検出されなくなった場合には、該ノイズキャンセル処理を停止するノイズ除去手段と、を備え、
前記ノイズ除去手段は、前記ノイズキャンセル処理として、前記ノイズ発生源特定手段により特定される前記ノイズ発生源がＰＷＭのスイッチング駆動であるときは希望波の中心周波数付近のノイズ源高調波の信号を減衰させ、前記ノイズ発生源がモータであるときは該ノイズ周期の信号を減衰させ、また、前記ノイズ発生源が点火系又はスイッチ系であるときは聴感に影響を与えない範囲の信号を減衰させることを特徴とするノイズ除去装置。
車両に搭載される受信手段に受信される受信信号からパルス性のノイズを除去するノイズ除去装置であって、
前記受信信号から希望周波数帯域内の信号を抽出するメインフィルタとは別に設けられ、前記受信信号から希望周波数帯域外の信号を抽出するサブフィルタと、
前記サブフィルタにより抽出される希望周波数帯域外の信号に基づいてパルス性のノイズを検出するノイズ検出手段と、
前記ノイズ検出手段によりパルス性のノイズが検出される場合に、該パルス性のノイズの性質に基づいて、該ノイズを発生した車載電気部品であるノイズ発生源が、ＰＷＭのスイッチング駆動、モータ、及び点火系若しくはスイッチ系のうち何れであるかを特定するノイズ発生源特定手段と、
前記ノイズ検出手段によりパルス性のノイズが検出される場合には、前記ノイズ発生源特定手段により特定される前記ノイズ発生源の発するパルス性のノイズの性質に応じた手法で、前記受信手段に受信された希望周波数帯域内の信号に重畳するパルス性のノイズを除去するノイズキャンセル処理を行い、その後、前記ノイズ検出手段によりパルス性のノイズが検出されなくなった場合には、該ノイズキャンセル処理を停止するノイズ除去手段と、を備え、
前記ノイズ除去手段は、前記ノイズキャンセル処理として、前記ノイズ発生源特定手段により特定される前記ノイズ発生源がＰＷＭのスイッチング駆動であるときは希望波の中心周波数付近のノイズ源高調波の信号を減衰させ、前記ノイズ発生源がモータであるときは該ノイズ周期の信号を減衰させ、また、前記ノイズ発生源が点火系又はスイッチ系であるときは聴感に影響を与えない範囲の信号を減衰させることを特徴とするノイズ除去装置。
前記ノイズ発生源特定手段は、前記ノイズ検出手段により検出されるパルス性のノイズの発生頻度及び持続時間に基づいて前記ノイズ発生源を特定することを特徴とする請求項１又は２記載のノイズ除去装置。
予めノイズ発生源とノイズを除去する手法との関係を記憶する記憶手段を備え、
前記ノイズ除去手段は、前記記憶手段に記憶される前記関係に基づいて決定される、前記ノイズ発生源特定手段により特定される前記ノイズ発生源の発するパルス性のノイズの性質に応じた手法で、前記ノイズキャンセル処理を実行することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載のノイズ除去装置。
前記ノイズ除去手段は、前記ノイズキャンセル処理を停止するうえで、受信された希望周波数帯域内の信号からのノイズ除去の解除を時間をかけて徐々に行うことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載のノイズ除去装置。